Hvilke fire tilbehørspigmenter er nødvendige for at fotosyntesen skal utføres?

Lysenergi fra solen starter en kjedereaksjon i planter som resulterer i fotosyntese av energirike glukose (sukker) molekyler fra uorganiske forbindelser. Denne fantastiske prestasjonen skjer via omlegging av molekyler i kloroplaster av planter og i cytoplasmaet til noen protister.

Klorofyll a er kjernepigmentet som absorberer sollys for lysavhengig fotosyntese. Tilbehørs pigmenter som: kolorfyllb, karotenoider, xanthophylls og antocyaniner gi en hånd til klorofyll a-molekyler ved å absorbere et bredere spekter av lysbølger.

Fotosyntese forekommer i stabler av flate disker som kalles grana ligger i stroma av plantecelleorganeller. Tilbehør fotosyntetiske pigmenter fanger fotoner savnet av klorofyll a.

Fotosyntetiske pigmenter kan også hemme fotosyntese når energinivået i cellen er for høyt. Konsentrasjonen av fotosyntetiske og antennepigmenter i planteceller varierer avhengig av lysbehovet til planten og tilgang til sollys i løpet av lysavhengig syklus av fotosyntese.

De fleste næringskjeder som utgjør matnettet er avhengig av matenergi produsert av autotrofer gjennom fotosyntese. Eukaryote planteceller syntetiserer glukose i kloroplaster som inneholder lysabsorberende pigmenter som klorofyll a og b.

Oksygen er et biprodukt av fotosyntese som slippes ut i vannet eller luften som omgir planten. Aerobe organismer som fugler, fisk, dyr og mennesker trenger mat å spise og oksygen for å puste.

Klorofyll a overfører grønt lys og absorberer blått og rødt lys, altså optimal for fotosyntese. Av den grunn er klorofyll a det mest effektive og viktigste pigmentet som er involvert i fotosyntese.

Klorofyll a absorberer protoner og letter overføringen av lysenergi til matenergi ved hjelp av tilbehørspigmenter, som klorofyll b, et molekyl med mange lignende egenskaper.

Tilbehørs pigmenter har en litt annen molekylær struktur enn klorofyll a som letter absorpsjon av forskjellige farger på lysspekteret. Klorofyll b og c reflekterer varierende nyanser av grønt lys, og derfor er blader og planter ikke like grønne.

Klorofyll a maskerer de mindre rike pigmentene i bladene til høsten når produksjonen stopper. I fravær av klorofyll avsløres de blendende fargene på tilbehørspigmenter som er skjult i bladene.

Eksempel:

• Klorofyll b sender grønt lys og absorberer hovedsakelig blått og rødt lys. Fanget solenergi overleveres til klorofyll a, som er et mindre, men rikelig molekyl i kloroplasten.

• Karotenoider reflekterer oransje, gule og røde lysbølger. I et blad klynger karotenoidpigmenter ved siden av klorofyll et molekyler for effektivt å avlevere absorberte fotoner. Karotenoider er fettløselige molekyler, også antatt å spille en rolle i å spre for store mengder strålingsenergi.

• Xanthophyll pigmenter passerer lysenergi til klorofyll a og fungerer som antioksidanter. Den molekylære strukturen gir xanthophyll muligheten til å akseptere eller donere elektroner. Xanthophyll-pigmenter produserer den gule fargen i høstløv.

• Anthocyanin pigmenter absorberer blågrønt lys og hjelper klorofyll a. Epler og høstløv skylder rødhet, fiolette antocyaninforbindelser. Anthocyanin er et vannløselig molekyl som kan lagres i plantecellevakuolen.
  

Fotosyntetiske pigmenter som klorofyll b og karotenoider binder seg til protein for å danne en tett pakket antennelignende struktur for å fange innkommende fotoner. Antennepigmenter absorbere strålende energi, litt som solcellepaneler på et hus.

Antennepigmenter pumper fotoner inn i reaksjonssentre som en del av den fotosyntetiske prosessen. Fotoner vekker et elektron i cellen som deretter blir overlevert til et nærliggende akseptormolekyl og til slutt brukt til fremstilling ATP-molekyler.